Trening siłowy mięśni wdechowych w celu obniżenia ciśnienia krwi i poprawy funkcji śródbłonka u kobiet po menopauzie: porównanie ze standardowymi ćwiczeniami aerobowymi

Przegląd badania: Jest to randomizowane, równoległe badanie kliniczne z pojedynczą ślepą próbą, oceniające skuteczność treningu siły mięśni wdechowych z wysokim oporem (IMST) w celu obniżenia skurczowego ciśnienia krwi (SBP), poprawy funkcji śródbłonka naczyniowego i zbadania powiązanych mechanizmów w kobiety po menopauzie z niedoborem estrogenów (PMe-) z SBP powyżej normy (tj. >/= 120 mmHg) na początku badania. IMST zostanie porównany z treningiem aerobowym o umiarkowanej intensywności (AE; 150 min/tydzień szybkim marszem), będącym standardową interwencją dotyczącą stylu życia w celu obniżenia SBP i poprawy funkcji śródbłonka naczyniowego. AE obniża przypadkowe SBP o około 3 mmHg u PMe-kobiet; jednakże dane z naszego laboratorium wykazały, że AE nie poprawia konsekwentnie funkcji śródbłonka naczyniowego w tej grupie pacjentów. Ponadto tylko 25-30% kobiet z PM stosuje się do wytycznych AE. Dane uzyskane od kobiet z PMe, które wzięły udział w naszym 6-tygodniowym badaniu pilotażowym IMST, sugerują, że IMST obniża przypadkowe SBP o 8 mmHg i poprawia funkcję śródbłonka naczyniowego, mierzoną jako rozszerzenie tętnicy ramiennej zależne od przepływu (FMDba), o ponad 40% w tych kobiety. Ponadto IMST jest interwencją oszczędzającą czas (5 minut dziennie), która promuje przestrzeganie zaleceń ze względu na minimalne obciążenie czasowe (95% przestrzegania zaleceń w naszym badaniu pilotażowym). Dlatego IMST jest obiecującą interwencją dotyczącą stylu życia, mającą na celu poprawę stanu układu sercowo-naczyniowego u kobiet z PMe. Jednak te dane pochodzące od niewielkiej liczby kobiet z PMe wymagają potwierdzenia w badaniu klinicznym o odpowiedniej mocy z czasem trwania leczenia opartym na wytycznych.

• Rejestracja i selekcja uczestników: Potencjalni uczestnicy zostaną poinformowani o proponowanym badaniu poprzez opisane działania rekrutacyjne (patrz sekcja Plan rekrutacji i zatrzymania). Zainteresowani uczestnicy skontaktują się telefonicznie lub e-mailem z pracownikiem asystenta badawczego (dane kontaktowe podane w materiałach rekrutacyjnych) i otrzymają ogólny formularz przesiewowy online za pośrednictwem systemu Research Electronic Data Capture (REDCap) w celu określenia uprawnień. REDCap to bezpieczna aplikacja internetowa zaprojektowana do obsługi gromadzenia danych do badań naukowych.
• Po zapoznaniu się z opisem badania i uzyskaniu odpowiedzi na pytania od personelu asystenta badawczego, osoby kwalifikujące się i zainteresowane udziałem w badaniu wyrażą pisemną i ustną świadomą zgodę i przejdą osobiste badania przesiewowe na University of Colorado (CU) Boulder Clinical Translational Research Centrum (CTRC). Świadoma zgoda zostanie uzyskana wyłącznie przez członków zespołu badawczego, którzy byli obserwowani i zatwierdzeni przez rzecznika osoby badanej CTRC (patrz Ochrona osób). Planujemy wyrazić zgodę i przeszukać 120 osób, aby spełnić nasze cele rekrutacyjne (aby uwzględnić około 33% wskaźnika wykluczenia na podstawie kryteriów włączenia/wyłączenia).
• Osobiste badanie przesiewowe będzie obejmować: przegląd historii medycznej; fizyczny egzamin; tętno spoczynkowe; spoczynkowe ciśnienie krwi; pobranie krwi na profil metaboliczny, profil lipidowy, pełną morfologię krwi i hormon tyreotropowy; pomiar wskaźnika kostka-ramię; oraz 12-odprowadzeniowe EKG w spoczynku i podczas stopniowanych prób wysiłkowych (szczegółowe kryteria włączenia/wyłączenia znajdują się w części Kryteria kwalifikacji).
• Spoczynkowe ciśnienie krwi zostanie zmierzone po raz drugi w ciągu jednego tygodnia od wstępnego badania przesiewowego w celu ustalenia wyjściowego stanu ciśnienia krwi. SBP mierzone w dwóch oddzielnych dniach zostanie uśrednione i musi wynosić >/= 120 mmHg, aby włączyć się do badania.
• Ocena wyników badania: Przed i po 3 miesiącach szkolenia IMST/AE wszyscy uczestnicy zostaną poddani testom pod kątem wszystkich podstawowych, drugorzędowych i innych wskaźników wyników, a także ocenie cech podmiotu, o których wiadomo, że wpływają na SBP i funkcję śródbłonka naczyniowego. Dodatkowo po 6 tygodniach od zaprzestania treningu zostaną ponownie zmierzone przypadkowe SBP, 24-godzinne SBP i FMDba w celu ustalenia długotrwałych efektów IMST. Wszystkie testy odbędą się w CU Boulder CTRC.
• Dzień testowania 1: Przez cały dzień 1 pomiary będą wykonywane po 12-godzinnym poście od jedzenia i kofeiny (dozwolona woda) oraz 24 godziny po powstrzymaniu się od alkoholu i ćwiczeń.
• Przypadkowe BP;
• IV umieszczenie i pobieranie krwi;
• Pobieranie żylnych komórek śródbłonka;
• FMDba (funkcja śródbłonka naczyniowego);
• FMDba po supraterapeutycznym wlewie witaminy C (hamowanie funkcji śródbłonka naczyniowego za pośrednictwem ROS);
• Rozszerzenie tętnicy ramiennej do podjęzykowej nitrogliceryny (rozszerzenie niezależne od śródbłonka; środek kontrolny).
• Po testach pierwszego dnia uczestnicy zostaną wyposażeni w ambulatoryjny monitor ciśnienia krwi zaprogramowany do automatycznego pomiaru ciśnienia krwi co 20 minut. Badani otrzymają pisemne i ustne instrukcje dotyczące prawidłowego działania monitora i będą go nosić przez 24 godziny przed zwróceniem go badaczom. Członek zespołu badawczego oceni ambulatoryjne dane BP pod kątem kompletności natychmiast po zwróceniu monitora; jeśli wykonano niezadowalającą liczbę pomiarów BP (<67% oczekiwanych) w celu właściwego scharakteryzowania 24-godzinnego SBP, pacjent zostanie ponownie wyposażony w monitor ambulatoryjny, ponownie poinstruowany w zakresie jego użytkowania i będzie go nosił przez dodatkowe 24 -godzinny okres.
• Dzień testowania 2: Przez cały dzień 2 pomiary będą wykonywane około 2 godziny po zjedzeniu małego posiłku lub przekąski i 24 godziny po powstrzymaniu się od alkoholu i ćwiczeń fizycznych.
• Trzydniowe zapisy diety w celu zapewnienia, że ​​dzienne spożycie płynów i kalorii pozostaje stabilne;
• Wypełniony zostanie kwestionariusz Community Healthy Activities Model Programme for Seniors (CHAMPS), a aktywność fizyczna zostanie oceniona za pomocą akcelerometru (Actigraph, zapisy trzydniowe) w celu udokumentowania stabilności poziomu aktywności fizycznej poza aktywnością fizyczną zaleconą w interwencji;
• Stabilność snu oceniana za pomocą Skali Senności Epworth;
• Maksymalne zużycie tlenu przy użyciu kalorymetrii pośredniej podczas stopniowych ćwiczeń na bieżni (protokół Balke) zostanie zmierzone w celu udokumentowania wydolności tlenowej; oraz
• Skład ciała oceniany za pomocą absorpcjometrii rentgenowskiej o podwójnej energii (DEXA) i antropometrii w celu pomiaru składu ciała; masa ciała zostanie również ustalona podczas wizyt kontrolnych.
• Sekcje Strategia badań i Miary wyników zawierają bardziej szczegółowe opisy tych procedur. Podobne protokoły i procedury są dobrze ugruntowane w Integrative Physiology of Aging Laboratory i CU Boulder CTRC.
• Randomizacja uczestników: Po zakończeniu testów wyjściowych, uczestnicy zostaną losowo przydzieleni do IMST lub AE. Do zrównoważenia grup pod względem wieku (wiek średni: </= 64 lat; osoby starsze: 65+ lat) i statusu SBP (podwyższone SBP/nadciśnienie stopnia 1: SBP 120-139 mmHg; nadciśnienie stopnia 2: SBP 140 zostanie wykorzystany losowy układ bloków) + mmHg). Randomizację przeprowadzi biostatystyk dr Zhiying You. Pacjenci zostaną podzieleni na kategorie na podstawie schematu losowania bloków, a następnie generator liczb losowych zostanie użyty do przypisania pacjentów do IMST lub AE. Badacze zaangażowani w gromadzenie i analizę wszystkich danych wynikowych będą ślepi na przypisaną interwencję.
• Realizacja interwencji: po zakończeniu testów wyjściowych badani rozpoczną przydzieloną im interwencję (IMST lub AE).
• IMST: Aby ustawić odpowiednie obciążenia treningowe, badani najpierw określą swoje maksymalne ciśnienie wdechowe (PImax) jako średnią z 3 najwyższych ciśnień wdechowych wytworzonych podczas serii maksymalnych wysiłków wdechowych przy prawie nieskończonym oporze. Cały trening zostanie przeprowadzony z wykorzystaniem trenażera POWERBreathe KH2, ręcznego urządzenia do pomiaru ciśnienia progowego, które 1) można wstępnie zaprogramować w celu zapewnienia odpowiedniego oporu przy wdechu oraz 2) rejestruje dane ze wszystkich sesji treningowych w celu oceny przestrzegania interwencji. Badani otrzymają ustne i pisemne instrukcje dotyczące protokołu treningowego (5 serii po 6 oddechów, 1 minuta przerwy między seriami) oraz działania POWERBreathe KH2 od nieślepego asystenta badawczego. Asystent badawczy ustawi POWERBreathe KH2 na 75% PImax i będzie nadzorował pierwszą sesję treningową, aby zapewnić prawidłową technikę i zrozumienie. Uczestnicy wrócą na jedną dodatkową nadzorowaną sesję szkoleniową tydzień później, aby zapewnić utrzymanie prawidłowej techniki treningowej. Wszystkie inne sesje treningowe będą wykonywane „na własną rękę” bez nadzoru w domu, ale z przestrzeganiem i jakością śledzoną za pomocą wewnętrznej pamięci POWERBreathe KH2. Uczestnicy otrzymają również dziennik treningowy, aby śledzić przestrzeganie zaleceń.
• AE: Osoby przydzielone losowo do grupy AE będą wykonywać 25 minut szybkiego marszu dziennie, 6 dni w tygodniu przez 3 miesiące. Trening AE będzie wykonywany z intensywnością 40-60% rezerwy tętna. Spowoduje to, że osoby z grupy AE będą wykonywać 150 minut tygodniowo ćwiczeń aerobowych o umiarkowanej intensywności, zgodnie z wytycznymi Health and Human Services oraz standardowym leczeniem mającym na celu obniżenie SBP. Odpowiedni zakres tętna zostanie obliczony dla każdego uczestnika na podstawie maksymalnego tętna osiągniętego podczas testu maksymalnego zużycia tlenu przeprowadzonego podczas dnia testowego 2. Badani otrzymają ustne i pisemne instrukcje dotyczące protokołu treningowego i działania czujnika tętna (Polar OH1). Niezaślepiony asystent naukowy będzie nadzorował pierwszą sesję treningową na naszej bieżni laboratoryjnej, aby zapewnić odpowiednią intensywność treningu. Uczestnicy wrócą na jedną dodatkową nadzorowaną sesję szkoleniową tydzień później, aby zapewnić utrzymanie odpowiedniej intensywności treningu i dopasować czas kontaktu badanego z grupą IMST. Wszystkie inne sesje treningowe będą wykonywane „na własną rękę” bez nadzoru, ale przestrzeganie zaleceń i jakość będą monitorowane za pomocą danych tętna zapisanych na monitorze Polar OH1. Uczestnicy otrzymają również dziennik treningowy, aby śledzić przestrzeganie zaleceń.
• Wizyty kontrolne: Pacjenci będą powracać do laboratorium raz na 2 tygodnie na wizytę kontrolną. Przypadkowe BP będzie mierzone na początku każdej wizyty kontrolnej, a przestrzeganie będzie oceniane poprzez przechowywanie danych urządzenia i przeglądanie dzienniczka. Przestrzeganie zaleceń i tolerancja zostaną ocenione poprzez omówienie wszystkich zdarzeń niepożądanych z pielęgniarką CTRC. W przypadku pacjentów przydzielonych losowo do IMST, PImax będzie ponownie oceniany podczas każdej wizyty kontrolnej, aby zapewnić utrzymanie bodźca treningowego w miarę postępów pacjentów w trakcie interwencji.
• Post-Testing: Po ukończeniu 3-miesięcznego szkolenia IMST lub AE, badani wrócą na ponowną ocenę wszystkich wyników i pomiarów charakterystycznych dla danej osoby. Wszystkie pomiary po teście zostaną wykonane w ciągu 24-48 godzin po zakończeniu ostatniej sesji treningowej IMST/AE, aby określić chroniczne skutki interwencji i uniknąć pomyłki spowodowanej ostrymi skutkami IMST lub AE. Co ważne, uczestnicy będą kontynuować szkolenie IMST/AE do czasu zakończenia działań po teście (dostosowanie czasu sesji treningowych tak, aby nie wypadało w ciągu 24 godzin od zaplanowanych wizyt), aby utrzymać bodziec treningowy. Wszystkie pomiary po teście zostaną wykonane w tych samych warunkach eksperymentalnych, o tej samej porze dnia, w tej samej kolejności i przy użyciu tych samych technik, co testy podstawowe.
• Testy uzupełniające: Po zakończeniu testów końcowych uczestnicy zwrócą swoje urządzenie treningowe POWERBreathe KH2 (dla osób losowo przydzielonych do IMST) i wszyscy uczestnicy rozpoczną 6-tygodniowy okres bez treningu (bez IMST lub AE), tj. do normalnego trybu życia. W tym okresie uczestnicy będą kontaktować się co tydzień przez telefon lub e-mail, aby pomóc w utrzymaniu i przestrzeganiu zaleceń. Badani wrócą do laboratorium po 6 tygodniach, aby ponownie ocenić przypadkowe SBP, 24-godzinne SBP i FMDba w celu określenia długotrwałego wpływu IMST na te wyniki.
• Czas trwania interwencji i wielkość próby badawczej: Oczekiwany czas potrzebny uczestnikowi na ukończenie całego protokołu od badania przesiewowego do badań kontrolnych wynosi 23 tygodnie. Badanie ukończy łącznie 72 uczestników (36 na grupę). Zamierzamy zapisać 90 pacjentów (45 na grupę), aby umożliwić 20% odsetek osób przerywających naukę. Na tej podstawie każdego miesiąca zapisywanych będzie około 2 uczestników, co pozwoli nam zakończyć gromadzenie danych dotyczących ludzi do 52 miesiąca żądanego 60-miesięcznego okresu przyznawania nagród. Pozostawi to 8 miesięcy na ukończenie analiz biochemicznych, ostateczną analizę danych i napisanie manuskryptu. Ten wskaźnik testów jest możliwy do osiągnięcia w oparciu o naszą próbę pilotażową IMST i wcześniejsze interwencje AE przeprowadzone w laboratorium oraz dostępność obiektów i personelu CTRC.
• Gromadzenie i analiza danych (w tym zaślepienie): Gromadzenie wszystkich danych dotyczących wyników zostanie przeprowadzone przez doktora habilitowanego, dr Daniela Craigheada, z pomocą członków laboratorium. IV umieszczenie, pobieranie krwi i pobieranie komórek śródbłonka naczyń będą wykonywane przez doświadczony personel kliniczny CTRC. Wszystkie analizy danych czynnościowych (tj. pomiary czynności śródbłonka naczyniowego) zostaną przeprowadzone przez dr Craighead. Zgromadzenie i analiza danych przez jednego badacza wyeliminuje potencjalne zróżnicowanie między badaczami. Dr Craighead i inni pracownicy naukowi zaangażowani w gromadzenie danych pozostaną zaślepieni w trakcie gromadzenia i analizy danych. Oddzielny, niezaślepiony asystent naukowy będzie administrował i nadzorował programy szkoleniowe IMST i AE oraz powiązane dane (tj. przestrzeganie zaleceń, PImax itp.), ponieważ ocena tych danych z natury powoduje odślepienie. Analiza wszystkich danych biochemicznych będzie nadzorowana przez pracownika naukowo-badawczego i dyrektora mokrego laboratorium, dr Briana Ziembę. Wszystkie dane zostaną przeanalizowane zgodnie z rozdziałami Strategia badań i Pomiary wyników; analiza danych i rozpowszechnianie wyników zostaną zakończone do końca tej nagrody.